BRPI0620351B1 - Aqueous Dispersion of Cellular Reactive Glue Agent, Method for Preparing a Watery Dispersion, Use of Aqueous Cellular Reactive Glue Dispersion, and Process for the Production of PAPER - Google Patents
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Abstract
colagem de papel. a presente invenção refere-se a uma dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose contendo um anidrido ácido, um poli-eletrólito anlônico e um composto orgânico contendo nitrogênio que é umamina ou seu amônio quaternário tendo um peso molecular de menos do que 180 e/ou tendo um ou mais grupos hidroxila. a invenção refere-se ainda a um método para a preparação de uma dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose que compreende dispersão de um anidrido ácido em uma fase aquosa na presença de um polieletrólito aniônico e um composto orgânico contendo nitrogênio que é uma amina ou seu amônio quaternário tendo um peso molecular de menos do que 180 e/ou tendo um ou mais grupos hidroxila. a invenção refere-se também ao uso da dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose como um agente de colagem de estoque ou agente de colagem de superfície na produção de papel. a invenção refere-se ainda a um processo para a produção de papel que compreende adição da dispersão aquosa do agente de colagem reativo com celulose a uma suspensão celulósica aquosa.Paper collage. The present invention relates to an aqueous dispersion of cellulose-reactive sizing agent containing an acid anhydride, an anionic polyelectrolyte and a nitrogen-containing organic compound which is ummine or its quaternary ammonium having a molecular weight of less than 180 and / or having one or more hydroxyl groups. The invention further relates to a method for the preparation of an aqueous dispersion of cellulose reactive sizing agent comprising dispersing an acid anhydride in an aqueous phase in the presence of an anionic polyelectrolyte and a nitrogen-containing organic compound which is an amine. or its quaternary ammonium having a molecular weight of less than 180 and / or having one or more hydroxyl groups. The invention also relates to the use of the aqueous dispersion of cellulose reactive sizing agent as a stock sizing agent or surface sizing agent in papermaking. The invention further relates to a papermaking process comprising adding the aqueous dispersion of the cellulose reactive sizing agent to an aqueous cellulosic suspension.
Description
(54) Título: DISPERSÃO AQUOSA DE AGENTE DE COLAGEM REATIVO COM CELULOSE, MÉTODO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA DISPERSÃO AQUOSA, USO DA DISPERSÃO AQUOSA DE AGENTE DE COLAGEM REATIVO COM CELULOSE, E PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE PAPEL (51) Int.CI.: D21H 21/16 (30) Prioridade Unionista: 21/12/2005 EP 05 112656.3 (73) Titular(es): KEMIRA OYJ (72) Inventor(es): HANS JOHANSSON-VESTIN; JONAS LIESÉN; MARIE TURUNEN; JAN EMANUELSSON(54) Title: WATER DISPERSION OF REACTIVE GLUING AGENT WITH CELLULOSE, METHOD FOR PREPARING A WATER DISPERSION, USE OF WATER DISPERSION OF REACTIVE GLUING AGENT WITH CELLULOSE, AND PROCESS FOR PAPER PRODUCTION (51) Int.CI. : D21H 21/16 (30) Unionist Priority: 12/21/2005 EP 05 112656.3 (73) Holder (s): KEMIRA OYJ (72) Inventor (s): HANS JOHANSSON-VESTIN; JONAS LIESÉN; MARIE TURUNEN; JAN EMANUELSSON
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPERSÃO AQUOSA DE AGENTE DE COLAGEM REATIVO COM CELULOSE, MÉTODO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA DISPERSÃO AQUOSA, USO DA DISPERSÃO AQUOSA DE AGENTE DE COLAGEM REATIVO COM CE5 LULOSE, E PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE PAPEL.Descriptive Report of the Invention Patent for WATER DISPERSION OF REACTIVE GLUING AGENT WITH CELLULOSE, METHOD FOR THE PREPARATION OF A WATER DISPERSION, USE OF THE WATER DISPERSION OF REACTIVE GLUE AGENT WITH CE5 LULOSE, AND PROCESS FOR PAPER PRODUCTION.
Campo da InvençãoField of the Invention
A presente invenção refere-se à colagem de papel, mais especificamente a dispersões aquosas de agente de colagem reativo com celulose e sua preparação e uso. Antecedentes da InvençãoThe present invention relates to the sizing of paper, more specifically to aqueous dispersions of sizing agent reactive with cellulose and its preparation and use. Background of the Invention
Agentes de colagem reativos com celulose tal como aqueles baseados em anidrido alquenil succínico (ASA) são amplamente usados em fabricação de papel em pH's de estoque neutros ou ligeiramente alcalinos a fim de dar ao papel e ao papelão algum grau de resistência a umedecimento e penetração por líquidos aquosos. Colagens de papel baseadas em agentes de colagem rea15 tivos com celulose são geralmente providas na forma de dispersões contendo uma fase aquosa e partículas finamente divididas ou gotículas do agente de colagem dispersas nele. As dispersões são geralmente preparadas com o auxílio de um sistema dispersante consistindo em um composto aniônico, por exemplo, lignossulfonato de sódio, em combinação com um polímero anfotérico ou catiôni20 co de alto peso molecular, por exemplo, um polímero de amido catiônico, poliamina, poliamidoamina ou de adição de vinila.Cellulose reactive sizing agents such as those based on succinic alkenyl anhydride (ASA) are widely used in paper making at neutral or slightly alkaline stock pH's to give paper and cardboard some degree of resistance to wetting and penetration by aqueous liquids. Paper sizing based on cellulose reactive sizing agents is generally provided in the form of dispersions containing an aqueous phase and finely divided particles or droplets of the sizing agent dispersed therein. Dispersions are generally prepared with the aid of a dispersant system consisting of an anionic compound, for example, sodium lignosulfonate, in combination with a high molecular weight amphoteric or cationic polymer, for example, a cationic starch polymer, polyamine, polyamidoamine or vinyl addition.
O WO 96/17127 descreve dispersões aquosas que compreendem um agente de colagem reativo com celulose e partículas de sílica modificada com alumínio aniônicas coloidais.WO 96/17127 describes aqueous dispersions which comprise a sizing agent reactive with cellulose and colloidal anionic aluminum modified silica particles.
O WO 97/31152 descreve dispersões aquosas que compreendem um agente de colagem reativo e um material em micropartícula aniônico. As dispersões podem também conter não mais do que 2% (em peso com base no peso agente de colagem reativo) de tensoativo. O tensoativo pode ser não-iônico ou aniônico.WO 97/31152 describes aqueous dispersions that comprise a reactive sizing agent and an anionic microparticle material. The dispersions can also contain no more than 2% (by weight based on the weight of reactive sizing agent) surfactant. The surfactant can be non-ionic or anionic.
O WO 98/33979 A1 descreve uma dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose e um sistema dispersante compreendendo um composto orgânico catiônico e um estabilizador aniônico.WO 98/33979 A1 describes an aqueous dispersion of cellulose-reactive sizing agent and a dispersing system comprising a cationic organic compound and an anionic stabilizer.
Apesar do fato de que melhorias consideráveis foram conseguiPetição 870160044726, de 17/08/2016, pág. 3/12Despite the fact that considerable improvements have been achieved 870160044726, of 17/08/2016, p. 12/3
- 'V das na preparação, propriedades e performance de dispersões aquosas de anidrido alquenil succínico, existem ainda alguns problemas técnicos associados com o uso de tais dispersões. Geralmente, dispersões de anidrido alquenil succínico exibem estabilidade pobre, que evidentemente leva a difi5 culdades no manüseamento~das dispersões, põi exernplo, em armazena-mento e uso. Um inconveniente adicional é que dispersões aquosas não podem ser armazenadas por períodos de tempo mais longos, porque o anidrido alquenil succínico hidroiisa facilmente e então se torna ineficaz como um agente de colagem.- In view of the preparation, properties and performance of aqueous dispersions of succinic alkenyl anhydride, there are still some technical problems associated with the use of such dispersions. Generally, dispersions of alkenyl succinic anhydride exhibit poor stability, which evidently leads to difficulties in handling the dispersions, however, in storage and use. An additional drawback is that aqueous dispersions cannot be stored for longer periods of time, because alkenyl succinic anhydride easily hydrates and then becomes ineffective as a sizing agent.
Deste modo, o anidrido alquenil succínico é geralmente entregue a fábricas de papel como um líquido, que é então disperso antes do seu uso como um agente de colagem e a dispersão obtida é geralmente usada dentro de 2 horas para evitar os problemas de estabilidade insuficiente e perda de eficiência de colagem. O equipamento usado para preparar as dis15 persões provê forças de cisalhamento altas para ser capaz de livrar as superfícies e produzir dispersões tendo colagem de partícula adequada. Tal equipamento é frequentemente tanto complicado quanto dispendioso, e devido às altas forças de cisalhamento geralmente requer uma quantidade considerável de energia.In this way, alkenyl succinic anhydride is generally delivered to paper mills as a liquid, which is then dispersed before use as a sizing agent and the dispersion obtained is generally used within 2 hours to avoid problems of insufficient stability and loss of bonding efficiency. The equipment used to prepare dispersions provides high shear forces to be able to free surfaces and produce dispersions having adequate particle bonding. Such equipment is often both complicated and expensive, and due to the high shear forces it usually requires a considerable amount of energy.
É um objetivo da presente invenção prover uma dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose que pode ser facilmente preparada usando forças de cisalhamento baixas e consumo de energia baixo. É um objetivo adicional da presente invenção prover uma dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose mostrando estabilidade e eficiência de colagem aperfeiçoadas. Objetivos adicionais aparecerão a seguir.It is an object of the present invention to provide an aqueous dispersion of cellulose-reactive sizing agent that can be easily prepared using low shear forces and low energy consumption. It is a further object of the present invention to provide an aqueous dispersion of cellulose-reactive sizing agent showing improved sizing stability and efficiency. Additional goals will appear below.
Sumário da InvençãoSummary of the Invention
A invenção refere-se a uma dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose contendo um anidrido ácido, um polieletrólito aniônico e um composto orgânico contendo nitrogênio que é uma amina ou seu amônio quaternário tendo um peso molecular de menos do que 180 e/ou tendo um ou mais grupos hidroxila.The invention relates to an aqueous dispersion of cellulose-reactive sizing agent containing an acid anhydride, an anionic polyelectrolyte and a nitrogen-containing organic compound that is an amine or its quaternary ammonium having a molecular weight of less than 180 and / or having one or more hydroxyl groups.
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A invenção refere-se ainda a um método para a preparação de uma dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose que compreende dispersão de um anidrido ácido em uma fase aquosa na presença de um polieletrólito aniônico e um composto orgânico contendo nitro5 gênio que é uma amina oü~seu amônio quaternário tendo um peso molecular de menos do que 180 e/ou tendo um ou mais grupos hidroxila.The invention further relates to a method for the preparation of an aqueous dispersion of cellulose-reactive sizing agent which comprises dispersing an acid anhydride in an aqueous phase in the presence of an anionic polyelectrolyte and an organic compound containing nitro5 genius which is a amine or its quaternary ammonium having a molecular weight of less than 180 and / or having one or more hydroxyl groups.
A invenção refere-se também ao uso da dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose como um agente de colagem de estoque ou agente de colagem de superfície na produção de papel. A inven10 ção refere-se ainda a um processo para a produção de papel que compreende adição da dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose a uma suspensão celulósica aquosa e retirada da água da suspensão obtida em uma grade bem como um processo para a produção de papel que compreende aplicação da dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose a uma trama celulósica.The invention also relates to the use of the aqueous dispersion of cellulose-reactive sizing agent as a stock sizing agent or surface sizing agent in the production of paper. The invention further relates to a process for the production of paper which comprises adding the aqueous dispersion of cellulose-reactive sizing agent to an aqueous cellulosic suspension and removing water from the suspension obtained in a grid as well as a process for the production of paper comprising application of the aqueous dispersion of cellulose-reactive sizing agent to a cellulosic web.
Descrição Detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention
De acordo com a presente invenção, foi constatado que colagem de papel aperfeiçoada pode ser conseguida usando a presente dispersão aquosa de agente de colagem reativo com celulose. Foi também consta20 tado que as presentes dispersões mostram melhor estabilidade sobre as dispersões convencionais. Ainda, foi constatado que forças de cisalhamento menores podem ser usadas para preparar as presentes dispersões aquosas comparado com quando preparando dispersões aquosas convencionais de agente de colagem reativo com celulose. Deste modo a presente invenção torna possível usar equipamento simples e de economia de energia e investimento criando forças de cisalhamento baixas, tal como, por exemplo, misturadores estáticos. A presente invenção então oferece benefícios econômicos e técnicos substanciais.In accordance with the present invention, it has been found that improved paper sizing can be achieved using the present aqueous dispersion of cellulose-reactive sizing agent. It has also been found that the present dispersions show better stability over conventional dispersions. In addition, it has been found that lower shear forces can be used to prepare the present aqueous dispersions compared to when preparing conventional aqueous dispersions of cellulose-reactive sizing agent. In this way the present invention makes it possible to use simple, energy-saving and investment equipment by creating low shear forces, such as, for example, static mixers. The present invention then offers substantial economic and technical benefits.
O agente de colagem reativo com celulose de acordo com a in30 venção pode ser selecionado de qualquer agente de colagem baseado em anidrido conhecido na técnica. Adequadamente, o agente de colagem é um anidrido ácido hidrofóbico. Hidretos ácidos hidrofóbicos adequados podem ser caracterizados pela fórmula geral (I) abaixo, onde R1 e R2 são independentemente selecionados de grupos hidrocarbono saturados ou insaturados que adequadamente contêm de a partir de 8 a 30 átomos de carbono, ou R1 e R2 junto com a porção -C-O-C- podem formar um anel de 5 a 6 membros, opcionalmente sendo Substituído Inãís “córrTgrupos hidrocarbono coi ilei idu até 30 átomos de carbono.The cellulose-reactive sizing agent according to the invention can be selected from any anhydride-based sizing agent known in the art. Suitably, the sizing agent is a hydrophobic acid anhydride. Suitable hydrophobic acid hydrides can be characterized by the general formula (I) below, where R 1 and R 2 are independently selected from saturated or unsaturated hydrocarbon groups that adequately contain from 8 to 30 carbon atoms, or R 1 and R 2 together with the -COC- moiety they can form a 5- to 6-membered ring, optionally being replaced by Inãís “coriTo groups hydrocarbons with up to 30 carbon atoms.
O O li li 2 (I) R1 — C — O — C — R2 OO li li 2 (I) R 1 - C - O - C - R 2
Exemplos de anidridos ácidos adequados incluem anidridos alquil e alquenil succínicos, por exemplo, anidrido octadecil succínico, anidrido isooctadecil succínico, anidrido n-hexadecenil succínico, anidrido dodecenil succínico, anidrido deceníl succínico, anidrido octenil succínico, anidrido triisobutenil succínico, anidrido 1 -octil-2-decenil-succínico e anidrido 1 -hexil-2octenil-succínico. Exemplos de anidridos ácidos adequados incluem ainda os compostos descrevedos nas Patentes U.S. Nss. 3.102.064; 3.821.069; 3.968.005; 4.040.900; 4.522.686; e Re. 29.960, que são aqui incorporados a título de referência.Examples of suitable acid anhydrides include alkyl and alkenyl succinic anhydrides, for example, octadecyl succinic anhydride, isooctadecyl succinic anhydride, n-hexadecenyl succinic anhydride, succinic dodecenyl anhydride, succinic anhydride, succinic anhydride, succinic anhydride, succinic anhydride, succinic anhydride, succinic anhydride 2-decenyl-succinic and 1-hexyl-2-octenyl-succinic anhydride. Examples of suitable acid anhydrides further include the compounds in US Patent descrevedos s s. 3,102,064; 3,821,069; 3,968,005; 4,040,900; 4,522,686; and Re. 29,960, which are incorporated by reference.
O agente de colagem reativo com celulose de acordo com a invenção pode conter um ou mais anidridos ácidos, por exemplo, um ou mais anidridos alquil e/ou alquenil succínicos. Geralmente, o anidrido ácido da presente invenção é líquido em temperatura ambiente.The cellulose-reactive sizing agent according to the invention may contain one or more acid anhydrides, for example, one or more alkyl and / or succinic alkenyl anhydrides. Generally, the acid anhydride of the present invention is liquid at room temperature.
A dispersão de acordo com a invenção contém um dispersante, ou um sistema dispersante, compreendendo um polieletrólito eletrônico e um composto orgânico contendo nitrogênio. Quando usados em combinação, esses compostos são eficazes como um dispersante para o agente de colagem de anidrido ácido embora o polieletrólito aniônico e o composto orgâni25 co contendo nitrogênio possam não ser eficazes como um dispersante quando usados sozinhos. De preferência, a dispersão é aniônica, isto é, a dispersão, ou sistema de dispersão, tem uma carga aniônica geral.The dispersion according to the invention contains a dispersant, or dispersant system, comprising an electronic polyelectrolyte and an organic compound containing nitrogen. When used in combination, these compounds are effective as a dispersant for the acid anhydride sizing agent although anionic polyelectrolyte and nitrogen-containing organic compound may not be effective as a dispersant when used alone. Preferably, the dispersion is anionic, that is, the dispersion, or dispersion system, has a general anionic charge.
O polieletrólito aniônico de acordo com a invenção pode ser selecionado de compostos orgânicos e inorgânicos e pode ser derivado de fon30 tes naturais ou sintéticas. O polieletrólito aniônico tem dois ou mais gruposThe anionic polyelectrolyte according to the invention can be selected from organic and inorganic compounds and can be derived from natural or synthetic sources. Anionic polyelectrolyte has two or more groups
aniônicos que podem ser do mesmo tipo ou tipos diferentes. Exemplos de grupos aniônicos adequados, isto é, grupos que são aniônicos ou tornados aniônicos em uma fase aquosa, incluem grupos silanol, aluminossilicato, fosfato, fosfonato, sulfato, sulfonato e ácido sulfônico e carboxílico bem como seus sais, geralmente sais de amorno ou metal alcalino (geialmente sódio). Os polieletrólitos aniônicos podem ser solúveis em água, por exemplo, polieletrólitos aniônicos lineares e ramificados, ou dispersáveis em água, por exemplo, polieletrólitos reticulados e/ou aniônicos em partícula. De preferência, os polieletrólitos dispersáveis em água e/ou aniônicos em partícula são coloidais, isto é, na faixa coloidal de tamanho de partícula. As partículas coloidais adequadamente têm um tamanho de partícula de a partir de 1 nm a 100 nm, de preferência de a partir de 2 a 70 nm e com mais preferência de a partir de 2 a 40 nm. Os polieletrólitos dispersáveis em água e aniônicos em partícula podem conter partículas agregadas e/ou não-agregadas.anionics that can be of the same type or different types. Examples of suitable anionic groups, that is, groups that are anionic or made anionic in an aqueous phase, include silanol, aluminosilicate, phosphate, phosphonate, sulfate, sulfonate and sulfonic and carboxylic acid groups as well as their salts, usually warm or metal salts. alkaline (geically sodium). Anionic polyelectrolytes can be water-soluble, for example, linear and branched anionic polyelectrolytes, or dispersible in water, for example, cross-linked and / or particle anionic polyelectrolytes. Preferably, the water dispersible and / or particle anionic polyelectrolytes are colloidal, i.e., in the colloidal particle size range. The colloidal particles suitably have a particle size of from 1 nm to 100 nm, preferably from 2 to 70 nm and more preferably from 2 to 40 nm. Water dispersible and particle anionic polyelectrolytes may contain aggregated and / or non-aggregated particles.
Exemplos de polieletrólitos aniônicos orgânicos adequados incluem polissacarídeos aniônicos tal como amidos, gomas guar, celuloses, quitina, quitosanas, glicanos, galactanos, glucanos, gomas xantano, mananas e dextrinas. Exemplos adicionais de polieletrólitos aniônicos orgânicos adequados incluem polímeros aniônicos sintéticos tal como polímeros de condensação, por exemplo, poliuretanos e polímeros baseados em naftaleno e baseados em melamina, por exemplo, formaldeído naftaleno sulfonatos condensados e polímeros baseados em melamina-ácido sulfônico e polímeros de adição de vinila preparados a partir de monômeros etilenicamente insaturados incluindo monômeros aniônicos ou potencial mente aniônicos, por exemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maléico, ácido itacônico, ácido crotônico, ácido vinilsulfônico, estireno sulfonato e fosfatos de acrilatos e metacrilatos de hidroxialquila , opcionalmente copolimerizados com monômeros etilenicamente insaturados não-iônicos, por exemplo, acrilamida, acrilatos de alquila, estireno e acrilonitrila bem como derivados de tais mo30 nômeros, ésteres de vinila e similar.Examples of suitable organic anionic polyelectrolytes include anionic polysaccharides such as starches, guar gums, celluloses, chitin, chitosans, glycans, galactans, glucans, xanthan gums, mannans and dextrins. Additional examples of suitable organic anionic polyelectrolytes include synthetic anionic polymers such as condensation polymers, for example, naphthalene-based and melamine-based polyurethanes and polymers, for example, condensed naphthalene sulphonates and polymers based on melamine-sulfonic acid and addition polymers of vinyl prepared from ethylenically unsaturated monomers including anionic or potentially anionic monomers, for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, crotonic acid, vinyl sulfonic acid, styrene sulfonate and hydroxylalkyl acrylates and methacrylates, optionally copolymerized with nonionic ethylenically unsaturated monomers, for example, acrylamide, alkyl acrylates, styrene and acrylonitrile as well as derivatives of such moomers, vinyl esters and the like.
Exemplos de polieletrólitos aniônicos orgânicos adequados adicionais incluem polímeros ramificados solúveis em água e polímeros de reticulação dispersáveis em água obtidos através de polimerização de uma mistura de monômero compreendendo um ou mais monômeros aniônicos ou potencialmente aniônicos etilenicamente insaturados e, opcionalmente, um ou mais outros monômeros etilenicamente insaturados, na presença de um ou mais agentes de reticulaçáo polituncionais. A presença de um ayeule de reticulação polifuncional na mistura de monômero torna possível preparação de polímeros ramificados, polímeros ligeiramente reticulados e polímeros altamente reticulados que são dispersáveis em água. Exemplos de agentes de reticulação polituncionais incluem compostos tendo pelo menos duas li10 gações etilenicamente insaturadas, por exemplo, N,N-metileno-bis(met)acrilamida, di(met)acrilato de polietilenoglicol, N-vinil (met)acrilamida, divinilbenzeno, sais de trialilamônio e N-metilalil(met)acrilamida; compostos tendo uma ligação etilenicamente insaturada e um grupo reativo, por exemplo, (met)acrilato de glicidila, acroleína e metilol(met)acrilamida; e compostos tendo pelo menos dois grupos reativos, por exemplo, dialdeídos tal como glioxal, compostos diepóxi e epicloroidrina.Examples of additional suitable organic anionic polyelectrolytes include water-soluble branched polymers and water-dispersible crosslinking polymers obtained by polymerizing a monomer mixture comprising one or more anionic or potentially ethylenically unsaturated monomers and, optionally, one or more other ethylenically monomers unsaturated, in the presence of one or more cross-functional cross-linking agents. The presence of a polyfunctional crosslinking ayeule in the monomer mixture makes it possible to prepare branched polymers, slightly crosslinked polymers and highly crosslinked polymers that are dispersible in water. Examples of polyfunctional crosslinking agents include compounds having at least two ethylenically unsaturated bonds, for example, N, N-methylene-bis (meth) acrylamide, polyethylene glycol di (meth) acrylate, N-vinyl (meth) acrylamide, divinylbenzene, trialylammonium and N-methylalyl (meth) acrylamide salts; compounds having an ethylenically unsaturated bond and a reactive group, for example, glycidyl (meth) acrylate, acrolein and methylol (meth) acrylamide; and compounds having at least two reactive groups, for example, dialdehydes such as glyoxal, diepoxy compounds and epichlorohydrin.
O polieletrólito aniônico orgânico geralmente tem um grau de substituição aniônica (DAS) de 0,01 a 1,4, adequadamente de a partir de 0,1 a 1,2 e de preferência de a partir de 0,2 a 1,0. O polieletrólito aniônico pode conter um ou mais grupos catiônicos contanto que ele tenha uma carga aniônica geral. O peso molecular do polieletrólito aniônico pode variar dentro de amplas faixas; geralmente o peso molecular está acima de 200 e adequadamente acima de 500, enquanto o limite superior é geralmente 10 milhões e de preferência 2 milhões.Organic anionic polyelectrolyte generally has a degree of anionic substitution (DAS) of 0.01 to 1.4, suitably from 0.1 to 1.2 and preferably from 0.2 to 1.0. Anionic polyelectrolyte can contain one or more cationic groups as long as it has a general anionic charge. The molecular weight of the anionic polyelectrolyte can vary within wide ranges; generally the molecular weight is above 200 and suitably above 500, while the upper limit is generally 10 million and preferably 2 million.
Exemplos de polieletrólitos aniônicos inorgânicos adequados incluem materiais siliciosos aniônicos, por exemplo, materiais à base de sílica aniônica preparados a partir de ácido silícico e argilas do tipo esmectita. Geralmente, esses polieletrólitos aniônicos têm grupos silanol, aluminossilicato ou hidroxila negativos. Exemplos de polieletrólitos aniônicos inorgânicos adequados incluem ácido polissilícico, polissilicatos, polialuminiossilicatos, partículas à base de sílica coloidal, por exemplo, partículas de sílica, sílica aluminada (modificada com alumínio) e aluminiossilicato, microgéis de polis10Examples of suitable inorganic anionic polyelectrolytes include anionic siliceous materials, for example, anionic silica-based materials prepared from silicic acid and smectite clays. Generally, these anionic polyelectrolytes have negative silanol, aluminosilicate or hydroxyl groups. Examples of suitable inorganic anionic polyelectrolytes include polysilicic acid, polysilicates, polyaluminiosilicates, colloidal silica-based particles, for example, silica particles, aluminated silica (modified with aluminum) and aluminiosilicate, polyis microgels10
silicato, microgéis de polialuminiossilicato, sílica-géis e sílica precipitada, argilas esmectitas, por exemplo, montmorilonita, bentonita, hectorita, beidelita, nontronita e saponita. Polieletrólitos aniônicos preferidos incluem materiais baseados em sílica, por exemplo, partículas à base de sílica coloidal.silicate, polyaluminiosilicate microgels, silica gels and precipitated silica, smectite clays, for example, montmorillonite, bentonite, hectorite, beidelite, nontronite and saponite. Preferred anionic polyelectrolytes include silica-based materials, for example, colloidal silica-based particles.
Q com posto orgânico contérido nitrogênio de acuido com a invenção é uma amina ou seu amônio quaternário. Compostos orgânicos contendo nitrogênio adequados incluem aminas primárias, secundárias e terciárias e seus amônios quaternários. Compostos orgânicos contendo nitrogênio adequados incluem ainda monoaminas, diaminas e poliaminas e seus amônios quaternários. Amônios quaternários adequados incluem aminas protonadas, alquiladas, ariladas e alcariladas dos tipos acima mencionados, que podem ser formadas através da reação das aminas com, por exemplo, ácidos, por exemplo, ácido clorídrico, e cloreto de metila, sulfato de dimetila e cloreto de benzila. Em uma modalidade preferida da invenção, o composto orgânico contendo nitrogênio é uma amina ou seu amônio quaternário tendo um ou mais grupos hidroxila. De preferência, um ou mais grupos hidroxila estão presentes em uma porção terminal de um ou mais substituintes do composto contento nitrogênio, isto é, uma amina terminada em grupo hidroxila ou seu amônio quaternário.Q with organic acid containing nitrogen acid with the invention is an amine or its quaternary ammonium. Suitable nitrogen-containing organic compounds include primary, secondary and tertiary amines and their quaternary ammonia. Organic compounds containing suitable nitrogen also include monoamines, diamines and polyamines and their quaternary ammonia. Suitable quaternary ammonia include protonated, alkylated, arylated and alkarylated amines of the types mentioned above, which can be formed by reacting the amines with, for example, acids, for example, hydrochloric acid, and methyl chloride, dimethyl sulfate and chloride benzyl. In a preferred embodiment of the invention, the nitrogen-containing organic compound is an amine or its quaternary ammonium having one or more hydroxyl groups. Preferably, one or more hydroxyl groups are present in a terminal portion of one or more substituents of the compound containing nitrogen, that is, an amine terminated in a hydroxyl group or its quaternary ammonium.
Exemplos de compostos orgânicos contendo nitrogênio incluem as aminas que seguem e seus amônios quaternários: dietileno triamina, trietileno tetramina, hexametileno diamina, dietil amina, dipropil amina, diisopropil amina, cicloexilamina, pirrolidina, guanidina, trietil amina, monoetanol amina, dietanol amina, 2-metoxietil amina, aminoetiletanol amina, alanina e lisina. Exemplos adicionais de compostos orgânicos contendo nitrogênio adequados incluem hidróxido de colina, hidróxido de tetrametil amônio, hidróxido de tetraetil amônio. Compostos orgânicos contendo nitrogênio preferidos incluem trietanol amina e seus amônios quaternários.Examples of nitrogen-containing organic compounds include the following amines and their quaternary ammonia: diethylene triamine, triethylene tetramine, hexamethylene diamine, diethyl amine, dipropyl amine, diisopropyl amine, cyclohexylamine, pyrrolidine, guanidine, triethyl amine, monoethanol amine, 2 -methoxyethyl amine, aminoethylethanol amine, alanine and lysine. Additional examples of suitable nitrogen-containing organic compounds include choline hydroxide, tetramethyl ammonium hydroxide, tetraethyl ammonium hydroxide. Preferred nitrogen-containing organic compounds include triethanol amine and its quaternary ammonia.
O peso molecular do composto orgânico contendo nitrogênio pode variar dentro de amplos limites. Em uma modalidade preferida da invenção, o peso molecular da amina ou seu amônio quaternário é menos do que 180, adequadamente até 170 e de preferência até 160. O peso molecu30 The molecular weight of the nitrogen-containing organic compound can vary within wide limits. In a preferred embodiment of the invention, the molecular weight of the amine or its quaternary ammonium is less than 180, suitably up to 170 and preferably up to 160. The molecular weight
Ζlar é geralmente pelo menos 30. Conforme aqui mencionado, o peso molecular de um amônio quaternário de uma amina significa o peso molecular da parte catiônica do composto amônio quaternário, significando que a parte aniônica do composto amônio quaternário não está incluída nos pesos mole5 culares dados acima. Tara compostos orgânicos contendo nitrogênio que são selecionados de aminas e seus amônios quaternários tendo um ou mais grupos hidroxila, os pesos moleculares podem ser maiores, por exemplo, menos do que 500 e geralmente menos do que 300, embora os pesos moleculares acima mencionados sejam também adequados para tais compostos.Ζlar is generally at least 30. As mentioned here, the molecular weight of a quaternary ammonium amine means the molecular weight of the cationic part of the quaternary ammonium compound, meaning that the anionic part of the quaternary ammonium compound is not included in the given molecular weights5 above. For nitrogen-containing organic compounds that are selected from amines and their quaternary ammoniums having one or more hydroxyl groups, the molecular weights can be greater, for example, less than 500 and generally less than 300, although the molecular weights mentioned above are also suitable for such compounds.
Na presente dispersão aquosa, ou emulsão, o anidrido ácido pode estar presente em uma quantidade de a partir de cerca de 0,1 a cerca de 50% em peso, adequadamente de a partir de 0,1 a cerca de 30% em peso e de preferência de a partir de cerca de 1 a cerca de 20% em peso, com base no peso da dispersão aquosa. O polieletrólito aniônico está geralmente presente em uma quantidade de até cerca de 100% em peso, geralmente de a partir de 0,1 a 15% em peso, adequadamente de a partir de 0,5 a 10% em peso e de preferência de a partir de 1 a 7% em peso, com base no peso do anidrido ácido. O composto orgânico contendo nitrogênio pode estar presente em uma quantidade de até 20% em peso, geralmente de a partir de 0,1 aIn the present aqueous dispersion, or emulsion, the acid anhydride can be present in an amount from about 0.1 to about 50% by weight, suitably from 0.1 to about 30% by weight and preferably from about 1 to about 20% by weight, based on the weight of the aqueous dispersion. Anionic polyelectrolyte is generally present in an amount of up to about 100% by weight, generally from 0.1 to 15% by weight, suitably from 0.5 to 10% by weight and preferably from to from 1 to 7% by weight, based on the weight of the acid anhydride. The nitrogen-containing organic compound can be present in an amount of up to 20% by weight, generally from 0.1 to
15% em peso, adequadamente de a partir de 0,5 a 10% em peso e de preferência de a partir de 1 a 7% em peso, com base no peso do anidrido ácido. Em adição ao anidrido ácido, polieletrólito aniônico e composto orgânico contendo nitrogênio, compostos adicionais opcionalmente podem estar presentes na dispersão. Exemplos de tais compostos incluem tensoativos mo25 no-, di- e polianiônicos e não-iônicos e agentes de dispersão, estabilizadores, extensores e agentes conservantes tal como, por exemplo, anidridos ácidos hidrolisados, por exemplo, anidridos alquil e alquenil ácidos hidrolisados conforme acima mencionado, de preferência anidridos alquenil succínicos hidrolisados, por exemplo, anidridos ácidos hidrolisados na forma de derivados de ácido carboxílico e/ou éster de ácido carboxílico, tensoativos aniônicos tal como ésteres de fosfato, tal com ésteres de fosfato etoxilados, sulfatos de alquila, sulfonatos e fosfatos, sulfatos de alquilarila, sulfonatos e ó G..15% by weight, suitably from 0.5 to 10% by weight and preferably from 1 to 7% by weight, based on the weight of the acid anhydride. In addition to acid anhydride, anionic polyelectrolyte and nitrogen-containing organic compound, additional compounds may optionally be present in the dispersion. Examples of such compounds include mo25 no-, di- and polyanionic and non-ionic surfactants and dispersing agents, stabilizers, extenders and preserving agents such as, for example, hydrolyzed acid anhydrides, for example, hydrolysed alkyl and alkenyl acid anhydrides as above mentioned, preferably hydrolyzed alkenyl succinic anhydrides, for example, hydrolyzed acid anhydrides in the form of carboxylic acid derivatives and / or carboxylic acid ester, anionic surfactants such as phosphate esters, such as ethoxylated phosphate esters, alkyl sulphates, sulphates and phosphates, alkylaryl sulfates, sulfonates and O G ..
' 1 λ:''1 λ:'
..........
Λ’'' fosfatos, por exemplo, lauril sulfonato de sódio e isotrideciiálcool fosfatado, etoxilado. Se presentes, o conteúdo de tais compostos adicionais na dispersão pode ser de a partir de 0,1 a 15% em peso, adequadamente de a partir de 1 a 10% em peso e de preferência de a partir de 2 a 7% em peso, com base no peso do anidrido ácidoTÁgua esta também presente na dispeisãu e -pode constituir o restante da dispersão até 100% em peso.Λ ’'' phosphates, for example, sodium lauryl sulphonate and ethoxylated phosphate isotridecyl alcohol. If present, the content of such additional compounds in the dispersion can be from 0.1 to 15% by weight, suitably from 1 to 10% by weight and preferably from 2 to 7% by weight , based on the weight of the acid anhydrideTágua is also present in the provision and can constitute the remainder of the dispersion up to 100% by weight.
A dispersão de acordo com a invenção pode ser produzida formando uma mistura contendo o anidrido ácido, poiieletrólito aniônico e composto orgânico contendo nitrogênio conforme acima definido e dispersão da mistura na presença de água. Os componentes da dispersão podem ser misturados em qualquer ordem, mas de preferência o poiieletrólito aniônico e o composto orgânico contendo nitrogênio são misturados e diluídos com água para concentração apropriada, e então o anidrido ácido é disperso neles. A mistura pode ser dispersa usando equipamento de dispersão adequado pro15 vendo grau suficiente de dispersão, por exemplo, um misturador estático provendo forças de cisalhamento relativamente baixas. A dispersão obtida contém gotículas de anidrido ácido geralmente tendo um tamanho de gotícula de a partir de 0,1 a 10 pm de diâmetro.The dispersion according to the invention can be produced by forming a mixture containing the acid anhydride, anionic polyelectrolyte and organic compound containing nitrogen as defined above and dispersing the mixture in the presence of water. The dispersion components can be mixed in any order, but preferably the anionic polyelectrolyte and the nitrogen-containing organic compound are mixed and diluted with water to the appropriate concentration, and then the acid anhydride is dispersed in them. The mixture can be dispersed using suitable dispersion equipment providing a sufficient degree of dispersion, for example, a static mixer providing relatively low shear forces. The obtained dispersion contains droplets of acid anhydride generally having a droplet size from 0.1 to 10 pm in diameter.
As dispersões de colagem aquosas de acordo com a invenção podem ser usadas de maneira convencional na produção de papel usando quaisquer tipos de fibras celulósicas e elas podem ser usadas ambos para colagem de superfície e coiagem interna. O termo papei, conforme aqui usado, pretende incluir não apenas papel, mas todos os tipos de produtos celulósicos em folha e trama incluindo, por exemplo, papel e papelão. A sus25 pensão celulósica e o papel acabado podem também conter cargas minerais, e geralmente o conteúdo de fibras celulósicas é pelo menos 50% em peso, com base em suspensão celulósica seca ou papel acabado. Exemplos de cargas minerais de tipos convencionais incluem caulim, argila Chinesa, dióxido de titânio, gipso, talco e carbonatos de cálcio naturais e sintéticos tal como giz, mármore moído e carbonato de cálcio precipitado. A presente invenção também refere-se a um processo para a produção de papel onde a presente dispersão de colagem aquosa é ou adicionada a uma suspensãoThe aqueous sizing dispersions according to the invention can be used in a conventional manner in the production of paper using any types of cellulosic fibers and they can be used both for surface sizing and internal sieving. The term papei, as used herein, is intended to include not only paper, but all types of cellulosic products in foil and weft including, for example, paper and cardboard. The cellulosic suspension and the finished paper may also contain mineral fillers, and generally the content of cellulosic fibers is at least 50% by weight, based on dry cellulosic suspension or finished paper. Examples of mineral fillers of conventional types include kaolin, Chinese clay, titanium dioxide, gypsum, talc and natural and synthetic calcium carbonates such as chalk, ground marble and precipitated calcium carbonate. The present invention also relates to a process for the production of paper where the present aqueous sizing dispersion is either added to a suspension
celulósica aquosa ou aplicada a uma folha ou trama celulósica. Adequadamente a quantidade de agente de colagem reativo com celulose ou adicionada à suspensão celulósica a ser drenada em uma grade para formar papel ou aplicada à superfície de uma folha celulósica ou trama como uma colagem de superfície/geralménte na prensa de colagem, é de a partir de 0,01 a 1,0% em peso, com base na suspensão celulósica seca e cargas opcionais, de preferência de a partir de 0,05 a 0,5% em peso, onde a dosagem é principalmente dependente da qualidade da polpa ou papel a ser colado e o nível de colagem desejado.aqueous cellulosic or applied to a cellulosic sheet or web. Suitably the amount of cellulose-reactive sizing agent or added to the cellulosic suspension to be drained in a grid to form paper or applied to the surface of a cellulosic sheet or web as a surface / generally sticking on the sizing press, is from from 0.01 to 1.0% by weight, based on dry cellulosic suspension and optional fillers, preferably from 0.05 to 0.5% by weight, where the dosage is mainly dependent on the quality of the pulp or paper to be glued and the desired gluing level.
As dispersões de colagem aquosas de acordo com a invenção são particularmente úteis na fabricação de papel a partir de uma suspensão celulósica aquosa que tem uma alta condutividade. A condutividade da suspensão que tem a água retirada na grade pode estar dentro da faixa de a partir de 0,3 mS/cm a 10 mS/cm. De acordo com a presente invenção, bons resultados podem ser conseguidos quando a condutividade é pelo menos 2,0 mS/cm, notavelmente pelo menos 3,5 mS/cm, particularmente pelo menos 5,0 mS/cm e ainda pelo menos 7,5 mS/cm. A condutividade pode ser medida através de equipamento padrão tal como, por exemplo, um instrumento WTW LF330 fornecido pela Christina Berner. Os valores referidos acima são adequadamente determinados medindo a condutividade da suspensão celulósica que é alimentada para ou presente na headbox da máquina de papel ou, altemativamente, medindo a condutividade da água branca obtida através da retirada de água da suspensão. Níveis de alta condutividade significam teores altos de sais (eletrólitos) que podem ser derivados de materiais usados para formar o estoque, de vários aditivos introduzidos no estoque, da água fresca fornecida ao processo, etc. Ainda, o teor de sais é geralmente maior em processos onde água branca é extensivamente recirculada, que pode levar a acúmulo considerável de sais na água circulando no processo.The aqueous sizing dispersions according to the invention are particularly useful in the manufacture of paper from an aqueous cellulosic suspension which has a high conductivity. The conductivity of the suspension that has the water removed from the grid can be within the range of from 0.3 mS / cm to 10 mS / cm. According to the present invention, good results can be achieved when the conductivity is at least 2.0 mS / cm, notably at least 3.5 mS / cm, particularly at least 5.0 mS / cm and still at least 7, 5 mS / cm. Conductivity can be measured using standard equipment such as, for example, a WTW LF330 instrument supplied by Christina Berner. The values referred to above are appropriately determined by measuring the conductivity of the cellulosic suspension that is fed to or present in the headbox of the paper machine or, alternatively, by measuring the conductivity of the white water obtained by withdrawing water from the suspension. High conductivity levels mean high levels of salts (electrolytes) that can be derived from materials used to form the stock, various additives introduced into the stock, fresh water supplied to the process, etc. In addition, the salt content is generally higher in processes where white water is extensively recirculated, which can lead to considerable accumulation of salts in the water circulating in the process.
Agentes químicos convencionalmente adicionados à suspensão celulósica em fabricação de papel tal como auxiliares de retenção, compostos de alumínio, corantes, resinas de resistência à umidade, agentes abri30 iiChemical agents conventionally added to the cellulosic suspension in papermaking such as retention aids, aluminum compounds, dyes, moisture resistant resins, abrasive agents ii
lhantadores ópticos, etc, podem, com certeza, ser usados em conjunto com a presente dispersão. Exemplos de compostos de alumínio incluem alume, aluminatos e compostos de polialumínio, por exemplo, cloretos de polialumínio e sulfatos. Exemplos de auxiliares de retenção adequados incluem polí5 meros catiônicos/materiais inorgânicos aniònicos em coiubiiidçãu com pulímeros orgânicos, por exemplo, bentonita em combinação com polímeros catiônicos, sóis à base de sílica em combinação com polímeros catiônicos e polímeros catiônicos e aniònicos. Colagem particularmente boa pode ser obtida quando usando a dispersão da invenção em combinação com auxilia10 res de retenção compreendendo polímeros catiônicos. Polímeros catiônicos adequados incluem amido catiônico, polímeros à base de acrilato e à base de acrilamida, polietilenoimina, poliaminas, poliamidoaminas e cloreto de poli(dialildimetilamônio) e suas combinações. Auxiliares de retenção preferidos incluem polímeros à base de amido catiônicos e acrilamida catiônicos.optical brighteners, etc., can, of course, be used in conjunction with the present dispersion. Examples of aluminum compounds include alum, aluminates and polyaluminium compounds, for example, polyaluminium chlorides and sulfates. Examples of suitable retention aids include cationic polymers / anionic inorganic materials in combination with organic polymers, for example, bentonite in combination with cationic polymers, silica-based sols in combination with cationic polymers and cationic and anionic polymers. Particularly good sizing can be obtained when using the dispersion of the invention in combination with retention aids comprising cationic polymers. Suitable cationic polymers include cationic starch, acrylate-based and acrylamide-based polymers, polyethyleneimine, polyamines, polyamidoamines and poly (diallyldimethylammonium) chloride and combinations thereof. Preferred retention aids include cationic starch-based polymers and cationic acrylamide.
Em uma modalidade preferida da invenção, as dispersões são usadas em combinação com um sistema de retenção compreendendo pelo menos um polímero catiônico e um material sificioso aniônico, por exemplo, partículas à base de sílica ou bentonita. É possível pré-misturar um ou mais componentes da presente dispersão com um auxiliar de retenção, por exemplo, um material silicioso aniônico, antes da introdução da mistura então obtida na suspensão celulósica. Deste modo, a presente dispersão de colagem aquosa pode ser preparada um pouco antes da introdução dela na suspensão celulósica ao trazer em contato o anidrido ácido e composto orgânico contendo nitrogênio com um polieletrólito aniônico tal como, por exemplo, um material silicioso aquoso, por exemplo, um sol baseado em sílica ou pasta de bentonita.In a preferred embodiment of the invention, dispersions are used in combination with a retention system comprising at least one cationic polymer and an anionic sificious material, for example, particles based on silica or bentonite. It is possible to premix one or more components of the present dispersion with a retention aid, for example, an anionic siliceous material, before introducing the mixture then obtained in the cellulosic suspension. In this way, the present aqueous sizing dispersion can be prepared shortly before its introduction into the cellulosic suspension by bringing the acid anhydride and nitrogen-containing organic compound into contact with an anionic polyelectrolyte such as, for example, an aqueous siliceous material , a sol based on silica or bentonite paste.
A invenção é ilustrada mais nos exemplos que seguem, que, no entanto, não pretendem limitar a mesma. Partes e % referem-se a partes em peso e % em peso, respectivamente, a menos que de outro modo declarado.The invention is further illustrated in the examples that follow, which, however, are not intended to limit it. Parts and% refer to parts by weight and% by weight, respectively, unless otherwise stated.
Exemplo 1Example 1
Dispersões aquosas de acordo com a invenção foram preparadas dispersando anidrido alquenil succínico (ASA) baseado em uma fraçãoAqueous dispersions according to the invention were prepared by dispersing alkenyl succinic anhydride (ASA) based on a fraction
de olefina compreendendo anidrido isohexadecenil e isooctadecenil succínico na presença de uma mistura de polieletróiito aniônico e amina em um misturador estático de tubo Hash.of olefin comprising isohexadecenyl anhydride and isooctadecenyl succinic in the presence of a mixture of anionic polyelectrolyte and amine in a static hash tube mixer.
Dispersões aquosas usadas para comparação neste e exemplos 5 adicionais foram preparadas'de uma maneira similai, exuelu que nenhuma amina, nenhuma sílica coloidal, aminas de peso molecular alto e/ou aminas não tendo quaisquer grupos hidroxila foram usadas.Aqueous dispersions used for comparison in this and additional examples 5 were prepared in a similar manner, that no amines, no colloidal silica, high molecular weight amines and / or amines having no hydroxyl groups were used.
O polieletróiito aniônico usado neste exemplo era sílica coloidal (Eka NP 590) na forma de um sol aquoso tendo um teor de SiO2de 8,1% em peso e contendo partículas de sílica com uma área de superfície específica de 850 m2/g que eram de superfície modificada com alumínio. A amina usada neste exemplo era trietanol amina (TEA) tendo um peso molecular de 149.The anionic polyelectrolyte used in this example was colloidal silica (Eka NP 590) in the form of an aqueous sol having a SiO 2 content of 8.1% by weight and containing silica particles with a specific surface area of 850 m 2 / g that were surface-modified with aluminum. The amine used in this example was triethanol amine (TEA) having a molecular weight of 149.
O polieletróiito aniônico e a amina foram misturados na presen15 ça de água para formar uma mistura que foi bombeada em uma extremidade do tubo em um fluxo de 3,17 l/min e ASA concentrado foi bombeado do lado do tubo em um fluxo de 0,167 l/min. A queda de pressão na unidade de mistura foi 0,34 MPa(3,4 bar). A dispersão obtida tinha um teor de ASA de 5% em peso, teor de polieletróiito aniônico (neste exemplo, teor de SiO2) deThe anionic polyelectrolyte and the amine were mixed in the presence of water to form a mixture that was pumped at one end of the tube in a flow of 3.17 l / min and concentrated ASA was pumped from the side of the tube in a flow of 0.167 l / min The pressure drop in the mixing unit was 0.34 MPa (3.4 bar). The obtained dispersion had an ASA content of 5% by weight, anionic polyelectrolyte content (in this example, SiO 2 content) of
5,0% em peso, com base no ASA, e teor de amina variando de a partir de 0 a 2,0% em peso, com base no ASA.5.0% by weight, based on ASA, and amine content ranging from 0 to 2.0% by weight, based on ASA.
As dispersões 1 a 4 foram preparadas, conforme mostrado na Tabela 1, onde os teores de SiO2 e amina dados são baseados em ASA.Dispersions 1 to 4 were prepared, as shown in Table 1, where the SiO 2 and amine contents given are based on ASA.
Tabela 1Table 1
O tamanho de partícula das gotículas de ASA foi medido em umThe particle size of the ASA droplets was measured in a
Malvern Mastersizer Microplus após diluição das dispersões com água para um teor de ASA de 0,5% em peso. Os resultados são mostrados na Tabela ,· ÍJÓMalvern Mastersizer Microplus after diluting the dispersions with water to an ASA content of 0.5% by weight. The results are shown in the Table, · ÍJÓ
2. D(v 0,1), D(v0,5) e D(v 0,9) significam que 10, 50 e 90% das partículas, respectivamente, tinham um diâmetro menor do que o tamanho dado.2. D (v 0.1), D (v0.5) and D (v 0.9) mean that 10, 50 and 90% of the particles, respectively, had a smaller diameter than the given size.
Tabela 2Table 2
Como pode ser visto da Tabela 2, as dispersões de acordo com 5 a presente invenção, Dispersões N-s. 2 a 4, resultaram em tamanhos de partícula menores sobre a dispersão usada para comparação, Dispersão Ns As can be seen from Table 2, the dispersions according to the present invention, Dispersions Ns. 2 to 4, resulted in smaller particle sizes on the dispersion used for comparison, Dispersion N s
1.1.
A eficiência de colagem foi avaliada preparando folhas para mão de acordo com o método padrão SCAN-C26:76 e colagem foi medida como valores Cobb-60 de acordo com o método padrão Tappi T441.The gluing efficiency was assessed by preparing sheets for hand according to the standard method SCAN-C26: 76 and gluing was measured as Cobb-60 values according to the standard method Tappi T441.
Folhas de papel foram preparadas de acordo com um processo onde as dispersões foram adicionadas a uma suspensão celulósica aquosa compreendendo polpa reciclada tendo uma concentração de fibra de 0,5 g/l, condutividade de 0,7 mS/cm e pH em torno de 7,0. As dispersões foram adi15 cionadas em quantidades de 0,5,1,0 e 1,5 kg/t, calculadas como ASA e com base no peso de suspensão celulósica seca. Um sistema de retenção foi usado compreendendo 6 kg/t de amido de batata catiônico (Perlbond970) e 0,5 kg/t de sílica sol (Eka NP 442), calculado como substâncias secas em suspensão celulósica seca.Sheets of paper were prepared according to a process where the dispersions were added to an aqueous cellulosic suspension comprising recycled pulp having a fiber concentration of 0.5 g / l, conductivity of 0.7 mS / cm and a pH of around 7 , 0. The dispersions were added in amounts of 0.5.1.0 and 1.5 kg / t, calculated as ASA and based on the weight of dry cellulosic suspension. A retention system was used comprising 6 kg / t of cationic potato starch (Perlbond970) and 0.5 kg / t of silica sol (Eka NP 442), calculated as dry substances in dry cellulosic suspension.
Valores Cobb-60 foram medidos e os resultados são apresentados na Tabela 3. Um valor Cobb menor significa que uma quantidade menor de água foi absorvida e então melhor colagem foi conseguida.Cobb-60 values were measured and the results are shown in Table 3. A lower Cobb value means that less water was absorbed and better bonding was achieved.
Como pode ser visto a partir da Tabela 3, as dispersões de acordo com a presente invenção, Dispersões N2s. 2 a 4, resultaram em eficiência de colagem melhorada sobre a dispersão usada para comparação,As can be seen from Table 3, the dispersions according to the present invention, Dispersions N 2 s. 2 to 4, resulted in improved bonding efficiency over the dispersion used for comparison,
Dispersão Ns 1.Dispersion N s 1.
Exemplo 2Example 2
As dispersões foram preparadas e a eficiência de colagem das dispersões foi avaliada de acordo com os procedimentos gerais do Exemplo 1, exceto que conteúdos variados de sílica foram usados e o teor de amina era constante. As dispersões tinham um teor de ASA de 5% em peso, com base no peso da dispersão. A Tabela 4 mostra os resultados.The dispersions were prepared and the sizing efficiency of the dispersions was evaluated according to the general procedures of Example 1, except that varied silica content was used and the amine content was constant. The dispersions had an ASA content of 5% by weight, based on the weight of the dispersion. Table 4 shows the results.
Tabela 4Table 4
Como pode ser visto da Tabela 4, as dispersões de acordo com a presente invenção, Dispersões N2s. 6 a 9, resultaram em eficiência de co15 lagem aperfeiçoada sobre a dispersão usada para comparação, Dispersão N2 5.As can be seen from Table 4, the dispersions according to the present invention, Dispersions N 2 s. 6 to 9, resulted in improved collating efficiency over the dispersion used for comparison, N 2 Dispersion 5.
Exemplo 3Example 3
As dispersões foram preparadas e avaliadas de acordo com procedimentos gerais do Exemplo 1. Comparações das dispersões foram feitas em suspensões ceiulósicas aquosas tendo condutividade aumentada através da adição de cloreto de cálcio. A condutividade dâs suspensões fui medida usando um instrumento WTW LF330 da Christian Berner. Os resultados são apresentados na Tabela 5.The dispersions were prepared and evaluated according to the general procedures of Example 1. Comparisons of dispersions were made in aqueous cell suspensions having increased conductivity through the addition of calcium chloride. The conductivity of the suspensions was measured using a Christian Berner WTW LF330 instrument. The results are shown in Table 5.
Tabela 5Table 5
Como pode ser visto a partir da Tabela 5, a dispersão de acordo com a presente invenção, Dispersão N211, mostrou eficiência de colagem consideravelmente melhor do que a dispersão usada para comparação, Dispersão N2 10, quando a condutividade da suspensão foi aumentada.As can be seen from Table 5, the dispersion according to the present invention, Dispersion N 2 11, showed sizing efficiency considerably better than the dispersion used for comparison, Dispersion N 2 10, when the conductivity of the suspension was increased .
Exemplo 4Example 4
Dispersões foram preparadas e avaliadas de acordo com proce15 dimentos gerais do Exemplo 1, exceto que aminas diferentes foram usadas. A dispersão obtida tinha um teor de ASA de 5% em peso, teor de S1O2 de 5,0% em peso, com base no ASA, e teor de amina de 2,0% em peso, com base no ASA.Dispersions were prepared and evaluated according to the general procedures of Example 1, except that different amines were used. The obtained dispersion had an ASA content of 5% by weight, an S1O2 content of 5.0% by weight, based on ASA, and an amine content of 2.0% by weight, based on ASA.
As aminas usadas eram trietanol amina (TEA) tendo um peso molecular de 149, dietileno triamina (DETA) tendo um peso molecular de 103, uma amina graxa de coco fracionada (FCA) tendo um peso molecular de cerca de 200 e um cloreto de dimetilamônio de sebo diidrogenado (DTDMAC) tendo um peso molecular de cerca de 530.The amines used were triethanol amine (TEA) having a molecular weight of 149, diethylene triamine (DETA) having a molecular weight of 103, a fractionated coconut fatty amine (FCA) having a molecular weight of about 200 and a dimethylammonium chloride dihydrogen tallow (DTDMAC) having a molecular weight of about 530.
Os tamanhos de partícula são apresentados na Tabela 6.Particle sizes are shown in Table 6.
,-χ,/ί?', -χ, / ί? '
Tabela 6Table 6
Os resultados de eficiência de colagem são mostrados na TabeThe results of gluing efficiency are shown in Tabe
Ia 7.Ia 7.
Tabela 7Table 7
Como pode ser visto a partir das Tabelas 6 e 7, as dispersões de acordo com a presente invenção, Dispersões N2s. 14 e 15, que continham aminas tendo um peso molecular de menos do que 180 (Dispersões Nes. 14 e 15) e tendo grupos hidroxila (Dispersão Ns 15), resultaram em tamanho de partícula menor e eficiência de colagem consideravelmente aper10 feiçoada sobre as dispersões usadas para comparação, Dispersões Nss. 12 e 13. Isto também significa que menos energia foi requerida para livrar superfícies de acordo com a presente invenção.As can be seen from Tables 6 and 7, the dispersions according to the present invention, Dispersions N 2 s. 14 and 15, which contained amines having a molecular weight of less than 180 (Dispersions N and s. 14 and 15) and having hydroxyl groups (Dispersion N s 15), resulted in smaller particle size and considerably improved bonding efficiency. on the dispersions used for comparison, Dispersions N s s. 12 and 13. This also means that less energy was required to free surfaces in accordance with the present invention.
Exemplo 5Example 5
As dispersões foram preparadas e avaliadas de acordo com os procedimentos gerais do Exemplo 1, exceto que polieletrólitos aniônicos diferentes foram usados. A dispersão obtida tinha um teor de ASA de 5% em peso, teor de SiO2 de 5,0% em peso, com base no ASA e teor de trietanol amina de 0 ou 2,0% em peso, com base no ASA. Os polieletrólitos aniônicos usados são mostrados na Tabela 8.The dispersions were prepared and evaluated according to the general procedures of Example 1, except that different anionic polyelectrolytes were used. The dispersion obtained had an ASA content of 5% by weight, a SiO 2 content of 5.0% by weight, based on the ASA and a triethanol amine content of 0 or 2.0% by weight, based on the ASA. The anionic polyelectrolytes used are shown in Table 8.
Tabela 8Table 8
As bentonitas foram transformadas em pasta (5% em peso deThe bentonites were made into pulp (5% by weight of
bentonita) e armazenadas por 5 dias a fim de conseguir inchamento e deslaminação suficientes.bentonite) and stored for 5 days in order to achieve sufficient swelling and delamination.
O tamanho de partícula foi determinado e a estabilidade foi avaliada. A estabilidade foi medida 2 horas após preparação. Se ainda estável após 24 horas, o tamanho de partícula foi determinado novamente. O termo sep. significa separação. Os resultados são mostrados na Tabela 9.Particle size was determined and stability was assessed. Stability was measured 2 hours after preparation. If still stable after 24 hours, the particle size was determined again. The term sep. it means separation. The results are shown in Table 9.
^Γ;ϊΐ·^ Γ; ϊΐ ·
Tabela 9Table 9
Os resultados de avaliação de eficiência de colagem são mostrados na Tabela 10.The results of the gluing efficiency assessment are shown in Table 10.
Tabela 10Table 10
Como pode ser visto a partir das Tabelas 9 e 10, as dispersões de acordo com a presente invenção, Dispersões N-s. 17, 19, 21, 23 e 25, que continham ambos polieletrólito aniônico e composto orgânico contendo nitrogênio, mostraram melhor eficiência de colagem, melhor estabilidade e resultaram em tamanho de partícula menor sobre as dispersões usadas para comparação, Dispersões Nss. 16, 18, 20, 22 e 24, que não continham ne10 nhum composto orgânico contendo nitrogênio.As can be seen from Tables 9 and 10, the dispersions according to the present invention, Dispersions Ns. 17, 19, 21, 23 and 25, which both contained anionic polyelectrolyte and nitrogen-containing organic compound, showed better sizing efficiency, better stability and resulted in a smaller particle size over the dispersions used for comparison, N s s dispersions. 16, 18, 20, 22 and 24, which did not contain any organic nitrogen-containing compounds.
Exemplo 6Example 6
As dispersões foram preparadas e tamanho de partícula e eficiência de colagem das dispersões foram avaliados de acordo com os procedimentos gerais do Exemplo 1, exceto que tensoativos diferentes e teores variáveis dos tensoativos foram usados. O polieletrólito aniônico usado foi sílica coloidal (Eka NP 780) na forma de sol aquoso tendo um teor de SiO2 de 7,5% em peso e contendo partículas de sílica com uma área de superfície específica de cerca de 900 m2/g e que eram modificadas com alumínio. A amina usada era trietanol amina (TEA). A dispersão obtida tinha um teor deThe dispersions were prepared and particle size and sizing efficiency of the dispersions were evaluated according to the general procedures of Example 1, except that different surfactants and varying levels of surfactants were used. The anionic polyelectrolyte used was colloidal silica (Eka NP 780) in the form of aqueous sol having a SiO 2 content of 7.5% by weight and containing silica particles with a specific surface area of about 900 m 2 / g which were modified with aluminum. The amine used was triethanol amine (TEA). The dispersion obtained had a
ASA de 5% em peso, teor de SiO2 de 5,0% em peso, com base no ASA, e5% by weight ASA, 5.0% by weight SiO 2 based on ASA, and
teor de amina de 2,0% em peso, com base em ASA.amine content of 2.0% by weight, based on ASA.
Nenhum tensoativo foi incorporado à Dispersão Ne 26. ASA hidrolisado foi incorporado como tensoativo às Dispersões NQs. 27 e 28. O tensoativo usado na Dispersão Ne 29 foi éster fosfato (poli(óxi-1,25 etanodiil)cdfã:isotridecir-õmega-hidroxifosfato)7 Os Teotes do tensoativo-nas- - dispersões eram baseados em ASA. Os resultados das medições de tamanho de partícula são mostrados na Tabela 11.No surfactant was incorporated into Dispersion N and 26. ASA hydrolyzate was incorporated as surfactant into Dispersions N Q s. 27 and 28. The surfactant used in Dispersion N and 29 was phosphate ester (poly (oxy-1,25 ethanediyl) cdfã : isotridecir-omega-hydroxyphosphate) 7 The Teotes of the surfactant-in- - dispersions were based on ASA. The results of the particle size measurements are shown in Table 11.
Tabela 11Table 11
Eficiência de colagem das dispersões foi avaliada e compara ções das dispersões foram feitas em uma suspensão celulósica aquosa compreendendo 70% de polpa (80/20 kraft de bétula/pinheiro) e 30% de carga (CaCO3).Bonding efficiency of the dispersions was evaluated and comparisons of the dispersions were made in an aqueous cellulosic suspension comprising 70% pulp (80/20 birch / pine kraft) and 30% load (CaCO 3 ).
Tabela 12Table 12
Como pode ser visto a partir dos resultados apresentados nasAs can be seen from the results presented in the
Tabelas 11 e 12, as Dispersões NQs. 27, 28 e 29 contendo um tensoativo resultaram em tamanho de partícula menor e mostraram melhor eficiência de colagem do que a dispersão não contendo nenhum tensoativo.Tables 11 and 12, N Q s Dispersions. 27, 28 and 29 containing a surfactant resulted in a smaller particle size and showed better bonding efficiency than the dispersion containing no surfactant.
Exemplo 7 ~Ãs~díspersões dos Exemplos 6 foram avaliadas em termos de eficiência de colagem quando usando suspensões celulósicas aquosas compreendendo polpa Kraft não-branqueada tendo condutividades variadas. Os resultados são mostrados na Tabela 13.Example 7 - The dispersions of Examples 6 were evaluated in terms of sizing efficiency when using aqueous cellulosic suspensions comprising unbleached Kraft pulp having varying conductivities. The results are shown in Table 13.
Tabela 13Table 13
Como pode ser visto a partir da Tabela 13, as Dispersões Nes. 27, 28 e 29 contendo um tensoativo mostraram melhor eficiência de colagem do que as dispersões não contendo nenhum tensoativo, Dispersão Ne 26.As can be seen from Table 13, Dispersions N and s. 27, 28 and 29 containing a surfactant showed better bonding efficiency than dispersions containing no surfactant, Dispersion N and 26.
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